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EVALUATING WATER POLICY OPTIONS IN AGRICULTURE: A WHOLE-FARM STUDY FOR THE BROYE RIVER BASIN (SWITZERLAND)

Authors


  • Évaluation de différentes politiques relatives à l'utilisation de l'eau dans l'agriculture: étude globale à l'échelle de l'exploitation pour le bassin versant de la Broye (Suisse).

Correspondence to: Niklaus Lehmann, ETH Zurich, - Agri-food & Agri-environmental Economics Group, Sonneggstrasse 33, Zurich 8092, Switzerland. E-mail: nlehmann@ethz.ch

ABSTRACT

In this study, we evaluate the impact of an increased volumetric water price and the implementation of a water quota on management decisions, income, income risk and utility of an arable farmer in the Broye River Basin, western Switzerland. We develop a bio-economic whole-farm model, which couples the process-based crop growth model CropSyst with an economic decision model at farm scale and use a genetic algorithm as optimization technique. This integrated modelling approach is employed to optimize the farmer's management decisions with regard to crop land use as well as crop-specific nitrogen fertilization and irrigation intensities under different climate and water policy scenarios. Our results show that the farm's water demand will increase by almost 100% under climate change. However, both, an increased volumetric water price and a water quota, are under current and future expected climate conditions effective policy measures to reduce the farm's water consumption. At the same time, due to adjustments in the crop mix as well as in crop-specific nitrogen fertilization and irrigation strategies, both policies lead to losses in farm income and in the farmer's utility of only about 10%. Nevertheless, a higher water price as well as a water quota increase under future expected climate conditions the crop farm's downside risk exposure (i.e. probability of low farm incomes). Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Cette étude évalue les impacts d'une augmentation du prix de l'eau et de la mise en place d'un quota d'eau sur les décisions de gestion, les revenus, les risques liés aux revenus et l'utilité d'un agriculteur céréalier dans le bassin versant de la Broye à l'ouest de la Suisse. Un modèle bioéconomique qui intègre le modèle de croissance des plantes CropSyst avec un modèle de décision économique à l'échelle de la ferme a été développé, et un algorithme génétique a été utilisé comme technique d'optimisation. Cette approche de modélisation intégrée a ainsi été employée pour optimiser les décisions de gestion de la ferme en relation avec l'utilisation des terres agricoles, la fertilisation en azote et les intensités d'irrigation sous différents scénarios de climat et de politique d'eau. Les résultats montrent qu'avec le changement climatique les besoins en eau augmentent de presque 100%. Cependant, une augmentation du prix de l'eau et la mise en place d'un quota d'eau sont des mesures politiques efficaces pour réduire la consommation d'eau de la ferme sous les conditions de climat actuel et futur. De même, les pertes de revenus agricoles et de l'utilité de l'agriculteur peuvent être minimisées d'environ 10% sous ces mêmes politiques grâce à l'ajustement des rotations culturales et des stratégies de fertilisation et d'irrigation. Cependant, les politiques de l'eau sous les conditions climatiques futures augmentent l'exposition aux risques de baisse des revenus agricoles (i.e. probabilité de faibles revenus agricoles). Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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